KR20200027991A - Converter equipped with a module to manage power in the AC part - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 컨버터의 내부 명령 셋포인트의 컴퓨터(22) 및 교류 전력 공급 네트워크(110)로 송신된 전력 셋포인트를 결정하기 위한 에너지 관리 모듈(24)을 포함하는 제어 모듈(20)이 구비된 멀티-레벨 컨버터(10)에 관한 것으로서, 제어 모듈은 교류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트의 그리고 내부 명령 셋포인트의 함수로서 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압 및 직류 전력 공급 네트워크(120)에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압을 조절하도록 구성된다.The present invention is provided with a control module 20 comprising an energy management module 24 for determining the power setpoint transmitted to the computer 22 of the internal command setpoint of the converter and the AC power supply network 110. Regarding the multi-level converter 10, the control module includes a voltage and a DC power supply network (at the terminals of each modeled capacitor as a function of the internal command setpoint and of the power setpoint to be transmitted to the AC power supply network ( 120) is configured to regulate the voltage at the point of connection of the converter.

Figure P1020207003736
Figure P1020207003736

Description

교류 파트에서 전력을 관리하기 위한 모듈이 구비된 컨버터Converter equipped with a module to manage power in the AC part

본 발명은, 그 내부에서 스테이션들이 멀티-레벨 모듈식 컨버터들(multi-level modular converters; MMC)을 통합하는 멀티-단자 고-전압 직류(high-voltage direct current; HVDC)의 전송 설비들의 분야에 관한 것이다.The present invention relates to the field of multi-terminal high-voltage direct current (HVDC) transmission facilities in which stations incorporate multi-level modular converters (MMC) therein. It is about.

도 1은 종래 기술에 따른 멀티-레벨 모듈식 컨버터(10)의 서브-모듈들의 세트(12)를 개략적으로 예시한다. (3개의 상들 φa, φb, 및 φc를 포함하는) 3상 입력/출력에 대하여, 이러한 컨버터(10)는 도 1의 상이한 컴포넌트들 상의 인덱스들 a, b, 및 c에 의해 참조부호가 달린 3개의 변환 레그(leg)들을 포함한다. 1 schematically illustrates a set 12 of sub-modules of a multi-level modular converter 10 according to the prior art. For three-phase input / output (comprising three phases φ a , φ b , and φ c ), this converter 10 is referenced by indexes a, b, and c on the different components of FIG. 1. Includes 3 conversion legs with.

각각의 변환 레그는 (상부에 대한 "u" 및 하부에 대한 "l" 인덱스들에 의해 지정되는) 상부 암(arm) 및 하부 암을 포함하며, 이들의 각각은 직류(direct) 전력 공급 네트워크(DC)의 단자 DC+ 또는 DC-를 교류(alternating) 전력 네트워크(AC)의 단자에 연결한다. 특히, 레그들의 각각은 교류 전력 공급 네트워크의 3개의 위상 라인들 φa, φb, 및 φc 중 하나에 연결된다. 도 1은 서브-모듈들의 세트(12)를 예시하며, 여기에서 전류 ixi는 이를 가지고 각각의 암을 통과한다(x는 암이 상부인지 또는 하부인지 여부를 나타내며, 인덱스 i는 레그들을 나타낸다). 또한, 각각의 암은, 선호되는 시퀀스에 따라 제어될 수 있는 복수의 서브모듈들 SMxij를 포함한다(여기에서, x는 암이 상부인지 또는 하부인지 여부를 나타내며, i는 암이 연결되는 위상 라인을 나타내고, j는 암 내의 일련의 서브모듈들 중에서의 서브모듈의 번호이다). 여기에서, 단지 3개의 서브-모듈들이 암들에 의해 예시되었다. 실제로는, 각각의 하부 또는 상부 암은, 수십 내지 수백의 범위의 개수 N개의 서브모듈들을 포함할 수 있다. Each conversion leg includes an upper arm and a lower arm (specified by “u” for the upper and “l” indexes for the lower), each of which is a direct power supply network ( DC) terminal DC + or DC- to the terminal of the alternating power network (AC). In particular, each of the legs is connected to one of the three phase lines φ a , φ b , and φ c of the AC power supply network. 1 illustrates a set 12 of sub-modules, where the current i xi has it and passes through each arm (x indicates whether the arm is upper or lower, index i indicates legs) . In addition, each arm includes a plurality of submodules SM xij that can be controlled according to a preferred sequence (where x represents whether the arm is upper or lower, i is the phase the arm is connected to. Line, j is the number of submodules among a series of submodules in the arm). Here, only three sub-modules have been illustrated by the arms. In practice, each lower or upper arm may include a number N submodules ranging from tens to hundreds.

각각의 서브모듈 SMxij는, 적어도 하나의 커패시터 및 이러한 커패시터를 선택적으로 서브-모듈의 단자들 사이에 직렬로 연결하거나 또는 이들을 우회하기 위한 제어 부재와 같은 전력 저장 시스템을 포함한다. 서브-모듈들은, 전압의 몇몇 레벨들을 공급하기 위하여 컨버터(10)의 암 내에 직렬로 연결되는 전력 저장 엘리먼트들의 수가 점진적으로 변화하게끔 선택된 시퀀스에 따라 제어된다. 또한, 도 1에서, Vdc는 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압을 나타내며, idc는 직류 전력 공급 네트워크의 전류를 나타내고, 반면 전류들 iga, igb 및 igc는 3개의 위상 라인들 φa, φb 및 φc를 통과한다. 또한, 각각의 암은 인덕턴스 Larm을 가지며, 각각의 위상 라인은 인덕턴스 Lf 및 저항 Rf를 포함한다. Each submodule SM xij includes a power storage system such as at least one capacitor and a control member for selectively connecting or bypassing these capacitors in series between the terminals of the sub-module. The sub-modules are controlled according to a selected sequence such that the number of power storage elements connected in series in the arm of the converter 10 to gradually change to supply several levels of voltage. Also, in FIG. 1, V dc represents the voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network, i dc represents the current of the DC power supply network, while the currents i ga , i gb and i gc are It passes through three phase lines φ a , φ b and φ c . Further, each arm has an inductance L arm , and each phase line includes an inductance L f and a resistance R f .

도 2는 도 1의 컨버터(10)에 속한 서브 모듈 SMxij를 예시한다. 이러한 서브-모듈 SMxij는 그것의 단자들에서 전압 VSM을 갖는다. 이러한 서브-모듈 내에서, 각각의 제어 부재는, 전력 저장 엘리먼트, 여기에서는 커패시터 CSM에 직렬로 연결된 절연 게이트 양극성 트랜지스터(insulated gate bipolar transistor; IGBT)와 같은 제 1 전자 스위칭 엘리먼트 T1를 포함한다. 이러한 제 1 스위칭 엘리먼트 T1 및 이러한 커패시터 CSM은, 또한 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT)인 제 2 전자 스위칭 엘리먼트 T2와 병렬로 장착된다. 이러한 제 2 전자 스위칭 엘리먼트 T2는 서브모듈 SMxij의 입력 및 출력 단자들 사이에 결합된다. 제 1 및 제 2 스위칭 엘리먼트들 T1 및 T2 둘 모두가 도 2에 도시된 역병렬 다이오드들에 연결된다.FIG. 2 illustrates the sub module SM xij belonging to the converter 10 of FIG. 1. This sub-module SM xij has a voltage V SM at its terminals. Within this sub-module, each control member comprises a power storage element, here a first electronic switching element T1, such as an insulated gate bipolar transistor (IGBT) connected in series to the capacitor C SM . This first switching element T1 and this capacitor CSM are also mounted in parallel with the second electronic switching element T2, which is an insulated gate bipolar transistor (IGBT). The second electronic switching element T2 is coupled between the input and output terminals of the submodule SM xij . Both the first and second switching elements T1 and T2 are connected to the anti-parallel diodes shown in FIG. 2.

동작할 때, 서브-모듈은 2개의 제어 상태들로 제어될 수 있다.When operating, the sub-module can be controlled with two control states.

"온(on)" 또는 제어된 상태로서 지칭되는 제 1 상태에서, 제 1 스위칭 엘리먼트 T1 및 제 2 스위칭 엘리먼트 T2는 전력 저장 엘리먼트 CSM을 다른 서브-모듈들과 직렬로 연결하도록 구성된다. "오프(off)" 또는 비-제어된 상태로서 지칭되는 제 2 상태에서, 제 1 스위칭 엘리먼트 T1 및 제 2 스위칭 엘리먼트 T2는 전력 저장 엘리먼트 CSM을 단락(short-circuit)시키도록 구성된다.In the first state, referred to as the "on" or controlled state, the first switching element T1 and the second switching element T2 are configured to connect the power storage element C SM in series with other sub-modules. In the second state, referred to as the "off" or non-controlled state, the first switching element T1 and the second switching element T2 are configured to short-circuit the power storage element C SM .

그것의 단자들에 걸쳐 전압 vm을 갖는 각각의 암은, 이의 듀티 사이클(duty cycle)이 제어된 서브-모듈들의 수에 의존하는 그것의 단자들에서의 전압 vm을 갖는 모델링된 전압 소스에 의해 그리고 전압 소스에 연결된 모델링된 커패시터 Ctot에 의해 모델링될 수 있는 것이 알려져 있다. 이러한 모델링이 도 3에 예시되며, 이는 암을 통과하는 전류 i 및 결과적인 모델링을 도시한다. Ctot는, 암의 이러한 등가 커패시티(capacity) Ctot의 역수가, 다음에 따라, 이러한 암 내에서 제어되는 서브-모듈들의 커패시티들의 역수의 합과 동일해지는 암 내의 등가 커패시티이다:Each arm with a voltage v m across its terminals is connected to a modeled voltage source with a voltage v m at its terminals whose duty cycle depends on the number of sub-modules controlled. It is known that can be modeled by and by a modeled capacitor C tot connected to a voltage source. This modeling is illustrated in Figure 3, which shows the current i through the arm and the resulting modeling. C tot is the equivalent capacity in the arm that equals the sum of the reciprocal of these equivalent capacities of the arm C tot and, in turn, the sum of the reciprocal of the capacities of the sub-modules controlled within this arm:

Figure pct00001
Figure pct00001

여기에서, C1, C2, ..., Cj, ..., CN은 암 내의 j번째 커패시터의 커패시티들이다.Here, C 1 , C 2 , ..., C j , ..., C N are the capacities of the j-th capacitor in the arm.

따라서, 모델링된 커패시터 Ctot의 단자들에서의 전압

Figure pct00002
는 암 내의 서브-모듈들의 커패시터들의 단자들에서의 전압들 Vcj의 합과 동일하다(여기에서, j는 1 내지 N의 범위이며, 커패시터 및 그에 따른 서브-모듈의 번호를 나타낸다). 또한, 전류 im은 각각의 모델링된 커패시터 Ctot를 통과한다. 본 출원에 있어서, Ctot는 모델링된 커패시터 및 그것의 커패시티의 값 둘 모두를 유연하게 나타낸다. 직렬로 연결되는 전력 저장 엘리먼트들의 수가 점진적으로 변화하도록 서브-모듈들의 제어 시퀀스를 제어함으로써, 모델링된 커패시터 Ctot의 에너지 및 그에 따른 각각의 모델링된 전압 소스의 단자들에서의 전압이 하강되거나 또는 상승될 수 있다.Thus, the voltage at the terminals of the modeled capacitor C tot
Figure pct00002
Is equal to the sum of the voltages V cj at the terminals of the capacitors of the sub-modules in the arm (where j is in the range of 1 to N, indicating the number of the capacitor and hence the sub-module). In addition, the current i m passes through each modeled capacitor C tot . In this application, C tot flexibly represents both the modeled capacitor and the value of its capacity. By controlling the control sequence of the sub-modules such that the number of power storage elements connected in series gradually changes, the energy of the modeled capacitor C tot and thus the voltage at the terminals of each modeled voltage source falls or rises. Can be.

따라서, 종래 기술은 도 4에 예시된 컨버터 MMC(10)의 서브-모듈들의 세트의 등가 구성을 개시한다. 이러한 도면에서, 컨버터는 도 1을 참조하여 설명된 것과 유사한 컨버터이며, 여기에서 각각의 암은 그것의 모델링에 의해 대체되었다. 또한, 교류 전력 네트워크의 각각의 위상 라인이 전류 igi 및 전압 vgi에 연결된다(여기에서, 인덱스 i는 레그들의 번호를 나타낸다).Thus, the prior art discloses an equivalent configuration of a set of sub-modules of converter MMC 10 illustrated in FIG. 4. In this figure, the converter is a converter similar to that described with reference to Figure 1, where each arm has been replaced by its modeling. In addition, each phase line of the AC power network is connected to the current i gi and the voltage v gi (where index i represents the number of legs).

여기에서 전압의 모델링된 소스의 각각은 그것의 단자들에서 전압 vmxi를 포함하며, 전류 imxi는 각각의 모델링된 커패시터 Ctot를 통과하고, 그것의 단자들에서 전압

Figure pct00003
를 포함한다(여기에서 x는 암이 상부인지 또는 하부인지 여부를 나타내며, i는 레그들의 번호를 나타낸다). 컨버터 MMC를 (컨버터가 교류 에너지를 에너지를 직류 에너지로, 또는 이의 역으로 변환하도록 구성되었는지 여부에 따라, 입력 또는 출력에서) 가상(imaginary) 교류 파트 및 가상 직류 부분으로 나누는 것이 가능함이 또한 관찰될 수 있으며, 여기에서 서브-모듈들의 커패시터들에 저장되는 총 에너지의 변동은 컨버터에 진입하는 전력과 컨버터를 떠나는 전력 사이의 차이와 동일하다. Where each of the modeled sources of voltage includes a voltage v mxi at its terminals, the current i mxi passes through each modeled capacitor C tot , and the voltage at its terminals
Figure pct00003
(Where x indicates whether the arm is upper or lower, i indicates the number of legs). It is also observed that it is possible to divide the converter MMC into an imaginary AC part and a virtual DC part (at the input or output, depending on whether the converter is configured to convert AC energy to DC energy, or vice versa). Where the variation in total energy stored in the capacitors of the sub-modules is equal to the difference between the power entering the converter and the power leaving the converter.

(약어 "VSC"로서 당업자들에게 친숙한) "전압 소스 컨버터" 유형의 컨버터들이 알려져 있으며 이들은 직류 전력 공급 네트워크에 병렬로 연결되는 스테이션(station) 커패시터를 갖는다. 이러한 병렬의 커패시터의 단점은, 이것이 컨버터가 직류 전력 공급 네트워크의 전압으로부터 분리되는 것을 허용하지 않는다는 점이다. 또한, 이러한 유형의 컨버터는 적절한 변환된 신호들을 획득하기 위하여 다수의 필터들을 사용할 것을 요구한다.Converters of the type "voltage source converter" (abbreviated to those skilled in the art as "VSC") are known and have a station capacitor connected in parallel to the DC power supply network. The disadvantage of this parallel capacitor is that it does not allow the converter to separate from the voltage of the DC power supply network. In addition, this type of converter requires the use of multiple filters to obtain suitable converted signals.

또한, 직류 전력 공급 네트워크의 관성(inertia)은 그것의 커패시티에 의존하며, 그 결과 큰 커패시티는 직류 전력 공급 네트워크의 관성을 증가시킨다. 따라서, 네트워크의 큰 커패시티 및 그에 따른 상당한 관성은 이것이 임의의 중단(disruption)들에 최상으로 저항하는 것을 가능하게 한다. 반대로, 낮은 네트워크 커패시티 및 그에 따른 낮은 관성은 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압을 더 용이하게 그리고 더 정밀하게 조절한다.Also, the inertia of the DC power supply network depends on its capacity, and as a result, the large capacity increases the inertia of the DC power supply network. Thus, the large capacity of the network and thus the considerable inertia make it possible to best resist any disruptions. Conversely, low network capacity and hence low inertia regulates the voltage at the point of the converter's connection to the DC power supply network more easily and more precisely.

전압 소스 컨버터 유형의 컨버터들과는 대조적으로, MMC 컨버터들은 병렬로 연결되며 직류 전력 공급 네트워크의 안정성에 영향을 줄 수 있는 스테이션 커패시터를 포함하지 않는다. 따라서 멀티-레벨 모듈식 컨버터들은 서브-모듈들의 커패시터들의 총 전압과 직류 전력 공급 네트워크의 전압 사이의 분리(disconnection)를 제공하는 장점을 갖는다. 그러나, 전력에서의 단순한 변동이 직류 전력 공급 네트워크의 전압에서의 상당한 변동을 초래할 수 있다. In contrast to voltage source converter type converters, MMC converters are connected in parallel and do not contain a station capacitor that can affect the stability of the DC power supply network. Thus, multi-level modular converters have the advantage of providing a disconnection between the total voltage of the capacitors of the sub-modules and the voltage of the DC power supply network. However, simple fluctuations in power can cause significant fluctuations in the voltage of the DC power supply network.

MMC 컨버터들은, 이의 제어가 에너지에 기초하지 않는 것(비 에너지-기반 제어)으로 알려져 있다. 이러한 컨버터들에 있어서, 암들의 커패시터들의 전압과 직류 전력 공급 네트워크의 전압 사이의 전압에서의 임의의 편차가 나타날 때, 인입(incoming) 직류 전력 공급 네트워크의 전력은 상기 전압에서의 편차를 교정하기 위하여 자동으로 변화한다. 이러한 제어는, 암들의 커패시터들과의 에너지 교환들이 직류 전력 공급 네트워크 상의 전압에서의 변동들을 따르기 때문에 추가적인 조절기(regulator) 없이 실행된다. MMC converters are known for which their control is not energy based (non-energy-based control). In these converters, when any deviation in voltage between the voltage of the capacitors of the arms and the voltage of the DC power supply network appears, the power of the incoming DC power supply network is used to correct the deviation in the voltage. It changes automatically. This control is performed without additional regulators because energy exchanges with the capacitors of the arms follow variations in voltage on the DC power supply network.

그러나, 이러한 유형의 컨버터의 모든 변수들이 제어되지는 않으며, 이는 컨버터의 강건성의 결여를 통해 나타난다.However, not all variables of this type of converter are controlled, which is manifested by the lack of robustness of the converter.

그들의 에너지 기반 제어를 갖는 컨버터들이 또한 알려져 있다. 특히 "Control of DC bus voltage with a Modular Multilevel Converter"(Samimi 등, PowerTech conference, 2015)라는 명칭의 문서가 알려져 있으며, 이는 교류 파트의 영역에서의 전력 전송들, 직류 파트의 영역에서의 전력 전송들 및 컨버터의 내부 에너지의 제어 시스템을 포함하는 멀티-레벨 모듈식 컨버터를 제공한다. 이러한 유형의 컨버터는 직류 및 교류 전기 공급 네트워크들의 전류에서의 변수들의 에너지 제어에 기반하는 제어("에너지-기반 제어")를 사용하며, 이러한 2개의 개별적인 네트워크들의 전력들을 제어한다. 직류 및 교류 전기 공급 네트워크들의 전력들 사이의 차이는 서브-모듈들의 커패시터들 내에 저장되는 에너지에서의 감소 또는 증가를 초래한다. 그러나 이러한 유형의 컨버터는 서브-모듈들의 커패시터들의 단자들에서의 전압들과 직류 전력 공급 네트워크의 전압 사이의 분리를 손상시킨다. 또한, 이것은 직류 전력 공급 네트워크 상에서의 전압들의 변동에 효율적으로 그리고 실시간으로 적응하지 않는다.Converters with their energy-based control are also known. In particular, a document entitled "Control of DC bus voltage with a Modular Multilevel Converter" (Samimi et al., PowerTech conference, 2015) is known, which is power transmissions in the domain of the AC part, power transmissions in the domain of the DC part. And a control system of the internal energy of the converter. This type of converter uses control based on the energy control of the variables in the current of the direct current and alternating current electricity supply networks (“energy-based control”) and controls the powers of these two separate networks. The difference between the powers of the direct current and alternating current electrical supply networks results in a decrease or increase in energy stored in the capacitors of the sub-modules. However, this type of converter compromises the separation between the voltages at the terminals of the capacitors of the sub-modules and the voltage of the DC power supply network. Moreover, it does not adapt efficiently and in real time to fluctuations in voltages on the DC power supply network.

이러한 알려진 컨버터들은 충분하게 강건하지 않으며, 특히 직류 전력 공급 네트워크의 안정성에 대한 기여와 관련하여 충분하게 강건한 것은 아니다. 이러한 기존의 해법들은 네트워크 DC의 안정성의 제어와 함께 컨버터의 내부 에너지의 제어와 관련하여 MMC 컨버터들의 커패시티들을 완전히 활용하지 않는다.These known converters are not robust enough, especially with regard to their contribution to the stability of the DC power supply network. These existing solutions do not fully utilize the capacities of the MMC converters with regard to the control of the internal energy of the converter with the control of the stability of the network DC.

문서 FR1557501에서 설명된 것과 같은 컨버터들이 또한 알려져 있다. 이러한 유형의 멀티-레벨 컨버터의 거동(behaviour)은 직류 전압 공급 네트워크와 병렬로 위치된 가상 커패시터의 거동과 등가이다. 이러한 컨버터의 내부 에너지를 조절하는 것은 가상 커패시터의 커패시티가 실질적으로 변화하게끔 하는 것을 가능하게 만든다. 장점은, 상기 네트워크의 전압과 서브-모듈들의 커패시터들의 총 전압 사이의 분리를 유지하면서, 직류 전력 공급 네트워크 상에 작용하고 그것의 안정성에 기여할 수 있다는 점이다.Converters as described in document FR1557501 are also known. The behavior of this type of multi-level converter is equivalent to that of a virtual capacitor located in parallel with a DC voltage supply network. Adjusting the internal energy of these converters makes it possible to make the virtual capacitor's capacity substantially change. The advantage is that it can act on the DC power supply network and contribute to its stability, while maintaining a separation between the voltage of the network and the total voltage of the capacitors of the sub-modules.

문서 FR1557501의 해법의 단점은, 이러한 유형의 컨버터가 많은 수의 매개 변수들을 사용하는 다수의 계산 단계들을 수반한다는 점이다. 또한, 내부 에너지의 조절이 자원들과 관련하여 실현하기에 길고 복잡하며 비용이 많이 든다는 것이 입증되었다. 또한, 직류 전력 공급 네트워크의 중단의 존재 시에, 종래 기술에 따라 이러한 컨버터의 내부 에너지를 제어하는 것이 특히 어려워지거나 또는 심지어 불가능하게 된다.The disadvantage of the solution of document FR1557501 is that this type of converter involves a number of computational steps using a large number of parameters. It has also been demonstrated that the regulation of internal energy is long, complex and costly to realize in relation to resources. In addition, in the presence of a disruption of the DC power supply network, it becomes especially difficult or even impossible to control the internal energy of such converters according to the prior art.

본 발명의 목적은, 컨버터의 내부 에너지의 용이한 조절을 가능하게 하는 컨버터의 제어 모듈이 구비된 멀티-레벨 모듈식 컨버터(multi-level modular converter; MMC)를 제안하는 것이다. 다른 목적은, 직류 전력 공급 네트워크의 중단의 존재에도 불구하고 컨버터의 내부 에너지를 효율적으로 조절하기 위한 더 강건한 컨버터를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to propose a multi-level modular converter (MMC) equipped with a control module of the converter that enables easy adjustment of the internal energy of the converter. Another object is to provide a more robust converter for efficiently regulating the internal energy of the converter despite the presence of interruption of the DC power supply network.

이를 달성하기 위하여, 본 발명은, 직류 전력 공급 네트워크에 연결되도록 의도되는 소위 직류 파트 및 교류 전력 네트워크에 연결되도록 의도되는 소위 교류 파트를 포함하는, 교류 전압을 직류 전압으로 그리고 이의 역으로 변환하기 위한 멀티-레벨 모듈식 컨버터에 관한 것으로서, 컨버터는 복수의 레그들을 포함하고, 각각의 레그는 상부 암 및 하부 암을 포함하며, 각각의 암은 각각의 서브-모듈에 특정한 제어 부재에 의해 개별적으로 제어가능한 복수의 서브-모듈들을 포함하고, 각각의 서브-모듈은 서브-모듈의 제어 부재가 제어된 상태일 때 암 내에서 직렬로 연결가능한 커패시터를 포함하며, 각각의 암은 암 내에 직렬로 위치되는 커패시터들의 수에 의존한 듀티 사이클에 연결된 모델링된 전압 소스에 의해 모델링될 수 있고, 각각의 모델링된 전압 소스는 암들의 총 커패시티에 대응하는 모델링된 커패시터에 병렬로 연결된다.To achieve this, the present invention is for converting an alternating voltage into a direct current voltage and vice versa, comprising a so-called direct current part intended to be connected to a direct current power supply network and a so-called alternating current part intended to be connected to an alternating current power network. Regarding a multi-level modular converter, the converter includes a plurality of legs, each leg includes an upper arm and a lower arm, each arm individually controlled by a control member specific to each sub-module Includes a plurality of possible sub-modules, each sub-module including a capacitor connectable in series within the arm when the control member of the sub-module is in a controlled state, each arm being placed in series in the arm It can be modeled by a modeled voltage source connected to a duty cycle depending on the number of capacitors, each modeled The voltage source is connected in parallel to the modeled capacitor corresponding to the total capacity of the arms.

컨버터는, 조정가능 입력 파라미터를 갖는 함수의 적용에 의한 컨버터의 내부 명령(command) 셋포인트(setpoint)의 컴퓨터를 포함하는 컨버터의 제어 모듈을 더 포함한다.The converter further comprises a control module of the converter comprising a computer of a setpoint of internal commands of the converter by application of a function having adjustable input parameters.

컨버터의 일반적인 특성에 따르면, 컨버터의 제어 모듈은 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압의 함수로서 동작 전력 셋포인트를 전달하도록 구성된 에너지 관리 모듈을 더 포함하며, 동작 전력 셋포인트는 교류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트를 결정하기 위해 사용되고, 제어 모듈은, 교류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트의 그리고 내부 명령 셋포인트의 함수로서 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압 및 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압을 조절하도록 구성된다.According to the general characteristics of the converter, the control module of the converter further comprises an energy management module configured to deliver an operating power setpoint as a function of the voltage at the terminals of each modeled capacitor, the operating power setpoint providing an AC power supply. Used to determine the power setpoint to be sent to the network, the control module is the voltage and DC power at the terminals of each modeled capacitor of the power setpoint to be sent to the AC power supply network and as a function of the internal command setpoint. It is configured to regulate the voltage at the point of connection of the converter to the supply network.

컴퓨터의 조정가능 입력 파라미터는 내부 에너지의 조절 동작들 동안 임의의 시점에 설정될 수 있으며, 이는 사용자에 의해 용이하게 이루어질 수 있다. 내부 명령 셋포인트는 상이한 유형들의 크기(magnitude)들에 연결될 수 있다. 비-제한적인 방식으로, 내부 명령 셋포인트는 내부 전력 셋포인트 또는 심지어 전류 셋포인트일 수 있다. 컴퓨터에 의해 계산되는 내부 명령 셋포인트는 입력 파라미터에 의존한다. 또한, 사용자가 컨버터의 내부 명령 셋포인트에 대하여 직접적으로 작용하고 그에 따라서 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 및 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압을 조절하는 것이 가능하다. The adjustable input parameter of the computer can be set at any time during the adjustment operations of the internal energy, which can be easily accomplished by the user. The internal command setpoint can be linked to different types of magnitudes. In a non-limiting way, the internal command setpoint can be an internal power setpoint or even a current setpoint. The internal instruction setpoint calculated by the computer depends on the input parameters. It is also possible for the user to act directly on the converter's internal command set point and thus adjust the voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network and at the terminals of each modeled capacitor. .

사용자는 추가로, 이것을 안정화하기 위하여 직류 전력 공급 네트워크 상의 중단들의 함수로서 입력 파라미터를 조정할 수 있다.The user can further adjust the input parameter as a function of interruptions on the DC power supply network to stabilize this.

비-제한적인 방식으로, 그것의 제어 모듈에 컴퓨터가 구비되는 멀티-레벨 모듈식 컨버터는 직류 전력 공급 네트워크와 병렬로 배열된 가상 커패시터와 동일하게 거동한다. 컴퓨터의 조정가능 입력 파라미터를 조절하는 것은 가상 커패시터의 커패시티가 실질적으로 변화하게끔 한다. 장점은, 직류 전력 공급 네트워크의 전압과 서브-모듈들의 커패시터들의 총 전압 사이의 분리를 유지하면서, 직류 전력 공급 네트워크 상에 작용할 수 있다는 점이다. In a non-limiting way, a multi-level modular converter with a computer in its control module behaves the same as a virtual capacitor arranged in parallel with a DC power supply network. Adjusting the computer's adjustable input parameters causes the virtual capacitor's capacity to change substantially. The advantage is that it can act on the DC power supply network while maintaining a separation between the voltage of the DC power supply network and the total voltage of the capacitors of the sub-modules.

직류 전력 공급 네트워크와 병렬로 실제로 위치되는 커패시터와는 대조적으로, 가상 커패시터는 비용이 들지 않고 열화될 수 없다. 특히, 본 발명에 따른 조정가능 가능 커패시터는, 실제 커패시터에 대해서는 물질적으로 불가능한 매우 높은 커패시티 값들을 취할 수 있다.In contrast to capacitors that are actually placed in parallel with the DC power supply network, virtual capacitors are inexpensive and cannot be degraded. In particular, the tunable capacitor according to the invention can take on very high capacity values that are materially impossible for the actual capacitor.

서브-모듈들은 바람직하게는, 서브-모듈이 제어되는 "온" 상태 또는 비-제어되는 "오프" 상태로 제어되는지 여부에 따라 연관된 암 내에 상기 서브-모듈의 커패시터를 직렬로 또는 그렇게 않게 위치시키기 위한 2개의 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT)들을 이용하여 제어된다.The sub-modules are preferably positioned in series or not in the capacitor of the sub-module in the associated arm depending on whether the sub-module is controlled in a controlled "on" state or a non-controlled "off" state. It is controlled using two insulated gate bipolar transistors (IGBTs).

각각의 암은 커패시티의 모델링된 커패시터 Ctot에 병렬로 연결된 모델링된 전압의 소스에 의해 모델링될 수 있다. 암의 서브-모듈들의 커패시터들의 전압들의 합계는

Figure pct00004
로 표시되며, 그 결과 모델링된 전압 소스와 병렬로 연관되는 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압은
Figure pct00005
이다. Each arm can be modeled by a source of modeled voltage connected in parallel to the modeled capacitor C tot of the capacity. The sum of the voltages of the capacitors of the female sub-modules is
Figure pct00004
And the resulting voltage at the terminals of the modeled capacitor associated in parallel with the modeled voltage source.
Figure pct00005
to be.

모델링된 전압 소스에 연결된 듀티 사이클 α는 바람직하게는 다음의 식에 따라 계산된다:The duty cycle α connected to the modeled voltage source is preferably calculated according to the following equation:

Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00006
Figure pct00007

여기에서 n은 연관된 암 내의 "온" 상태에 연결된 서브모듈들의 수이며, N은 암 내의 서브-모듈들의 수이다.Where n is the number of submodules connected to the “on” state in the associated arm, and N is the number of sub-modules in the arm.

또한, 본 발명 때문에, 에너지 관리 모듈은 교류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트

Figure pct00008
를 제공하며, 그에 따라서 이러한 셋포인트로부터 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압을 링크한다. 또한, 이러한 모듈은 상기 컨버터의 교류 파트 상에 존재(occurring)함으로써 컨버터의 내부 에너지를 조절하는데 기여한다. 에너지 관리 모듈의 장점은 직류 전력 공급 네트워크 상의 또는 컨버터의 직류 파트 내의 중단을 없애는 것이다. 실제로, 에너지 관리 모듈은, 직류 파트 내의 중단들과 무관하게, 컨버터의 교류 파트 내에서의 전력의 조절을 가능하게 한다. 따라서 컨버터의 강건성이 개선된다.In addition, because of the present invention, the energy management module is a power setpoint to be transmitted to an AC power supply network.
Figure pct00008
And thus link the voltage at the terminals of each modeled capacitor from this setpoint. In addition, these modules contribute to regulating the internal energy of the converter by occurring on the AC part of the converter. The advantage of the energy management module is to eliminate interruptions on the DC power supply network or in the DC part of the converter. Indeed, the energy management module enables regulation of power within the alternating current part of the converter, regardless of interruptions in the direct current part. Therefore, the robustness of the converter is improved.

직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 및 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압 둘 모두를 조절하는 것은 추가로 직류 전력 공급 네트워크의 안정성에 작용할 수 있다. 이는, 직류 전력 공급 네트워크 상에서 갑자기 나타나며 상기 네트워크 상에의 전압에서의 상당한 변동들을 초래할 수 있는 전력에서의 임의의 중단들을 포함한다.Adjusting both the voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network and the voltage at the terminals of each modeled capacitor can further affect the stability of the DC power supply network. This includes any interruptions in power that appear suddenly on the DC power supply network and can cause significant variations in voltage on the network.

유익하게는, 컴퓨터는 도함수 및 필터링 함수의 적용에 의해 내부 명령 셋포인트를 계산하도록 구성된다. 장점은, 이러한 필터링 함수의 적용이 소수의 계산 자원들을 소비한다는 점이다. 또한, 필터링은, 제어될 때 컨버터를 손상시킬 수 있는 잡음 측정을 제거한다. Advantageously, the computer is configured to calculate the internal instruction setpoint by application of derivatives and filtering functions. The advantage is that the application of this filtering function consumes a small number of computational resources. Filtering also eliminates noise measurements that can damage the converter when controlled.

필터링 함수는 바람직하게는 1차 필터이며, 이는 측정 잡음들이 보다 더 효율적으로 모두 필터링되는 것을 가능하게 한다.The filtering function is preferably a first order filter, which allows the measurement noises to be filtered all more efficiently.

유익하게는, 조정가능 입력 파라미터는 조정가능 가상 관성 계수 kVC이다. 또한, 이러한 파라미터 kVC를 수정하는 것은 사실상 가상 커패시터의 커패시티를 수정하는 것과 마찬가지이며 그에 따라서 직류 전력 공급 네트워크의 안정성에 기여한다. 장점은, 컨버터 MMC의 내부 에너지의 제어에 있어서 추가적인 자유도를 제안한다는 것이다. 가상 커패시터의 커패시티는 특히 추가적인 재료 제한들 없이 매우 높은 값들을 취할 수 있다.Advantageously, the adjustable input parameter is the adjustable virtual inertia coefficient k VC . Further, modifying this parameter k VC is in fact the same as modifying the capacity of the virtual capacitor, thus contributing to the stability of the DC power supply network. The advantage is that it offers additional degrees of freedom in the control of the internal energy of the converter MMC. The capacity of the virtual capacitor can take very high values, especially without additional material limitations.

제 1 변형예에 따르면, 내부 명령 셋포인트는 내부 전력 셋포인트

Figure pct00009
이다. 이러한 구성에서, 컨버터는 전력에 관하여 제어된다. 장점은, 컴퓨터가 직접적으로 전력 셋포인트를 제공하며, 이는 특히, 종래 기술의 문서들에서의 경우와 같은 컨버터의 내부 에너지의 셋포인트의 중간 계산 단계를 제거한다는 점이다. 따라서, 내부 에너지를 조절하는 것과 같이, 이러한 내부 전력 셋포인트를 결정하는 것이 용이하다. According to a first variant, the internal command setpoint is the internal power setpoint
Figure pct00009
to be. In this configuration, the converter is controlled with respect to power. The advantage is that the computer provides the power setpoint directly, which eliminates the intermediate calculation step of the setpoint of the converter's internal energy, as in the case of prior art documents in particular. Thus, it is easy to determine this internal power setpoint, such as adjusting the internal energy.

특히 유익한 방식에 있어서, 컴퓨터는 다음의 함수에 따라 컨버터의 내부 전력 셋포인트

Figure pct00010
를 계산하도록 구성된다:In a particularly advantageous way, the computer sets the converter's internal power according to the following function:
Figure pct00010
It is configured to calculate:

Figure pct00011
Figure pct00011

여기에서 Ceq = 6Ctot이며, Ctot는 모델링된 커패시터의 암 내의 총 커패시티이고, Vdc는 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압이며, τ는 시상수이다. 분자(numerator)에서의 s는 도함수를 나타내며, 필터링 함수는 다음과 같이 구성된다:

Figure pct00012
Where C eq = 6C tot , C tot is the total capacity in the arm of the modeled capacitor, V dc is the voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network, and τ is the time constant. The s in the numerator represents the derivative, and the filtering function consists of:
Figure pct00012

가상 커패시터의 커패시티 CVC는 다음과 같이 표현된다는 것이 이해될 것이다:It will be understood that the capacity CVC of the virtual capacitor is expressed as follows:

Figure pct00013
Figure pct00013

내부 전력 셋포인트

Figure pct00014
는 바람직하게는 직류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트
Figure pct00015
를 결정하기 위해 사용된다.
Figure pct00016
로 표시된 이러한 전력의 결정을 통해, 상기 컨버터의 직류 파트 상에 존재함으로써 컴퓨터가 내부 전력의 조절 및 그에 따라서 컨버터의 내부 에너지의 조절에 기여한다는 것이 이해될 것이다. 장점은, 교류 전력 네트워크 상의 또는 컨버터의 교류 파트에서의 중단들의 경우에, 컴퓨터가 항상 컨버터의 직류 파트 내에 내부 전력 셋포인트를 공급함으로써 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 및 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압을 조절한다는 점이다. 결과적으로, 직류 공급 네트워크를 안정화하는 이상에서 설명된 가상 커패시티의 효과가 유지된다. 따라서 컨버터의 강건성이 개선된다.Internal power setpoint
Figure pct00014
Is preferably the power setpoint to be transmitted to the DC power supply network
Figure pct00015
It is used to determine.
Figure pct00016
Through the determination of this power, denoted by, it will be understood that by being on the direct current part of the converter, the computer contributes to the regulation of the internal power and hence the regulation of the internal energy of the converter. The advantage is that, in the case of interruptions on the AC power network or in the AC part of the converter, the computer always supplies the internal power setpoint within the DC part of the converter and the voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network and each Is that it regulates the voltage at the terminals of the modeled capacitor. As a result, the effect of virtual capacity described above to stabilize the DC supply network is maintained. Therefore, the robustness of the converter is improved.

제 1 변형예에 따르면, 내부 명령 셋포인트는 내부 전류 셋포인트

Figure pct00017
이다. 이러한 구성에서, 컨버터는 전류에 관하여 제어된다.According to a first variant, the internal command setpoint is the internal current setpoint
Figure pct00017
to be. In this configuration, the converter is controlled with respect to current.

유익하게는, 컴퓨터는 다음의 함수에 따라 내부 전류 셋포인트

Figure pct00018
를 계산하도록 구성된다:Advantageously, the computer sets the internal current according to the following function:
Figure pct00018
It is configured to calculate:

Figure pct00019
Figure pct00019

여기에서 Ceq = 6Ctot이며, Ctot는 모델링된 커패시터의 암 내의 총 커패시티이고, Vdc는 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압이며, τ는 시상수이다. Where C eq = 6C tot , C tot is the total capacity in the arm of the modeled capacitor, V dc is the voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network, and τ is the time constant.

바람직하게는, 내부 전류 셋포인트

Figure pct00020
는 직류 전력 공급 네트워크로 송신될 전류 셋포인트
Figure pct00021
를 결정하기 위해 사용된다. 이러한 전류 셋포인트
Figure pct00022
의 결정을 통해, 컴퓨터가 상기 컨버터의 직류 파트 상에 존재함으로써 전류의 조절에 그리고 그에 따라서 컨버터의 내부 에너지의 조절에 기여한다는 것이 이해될 것이다.Preferably, the internal current setpoint
Figure pct00020
Is the current setpoint to be transmitted to the DC power supply network.
Figure pct00021
It is used to determine. These current setpoints
Figure pct00022
Through the determination of, it will be understood that a computer is present on the direct current part of the converter, thereby contributing to the regulation of the current and hence the regulation of the internal energy of the converter.

결과적으로, 교류 전력 네트워크 상의 또는 컨버터의 교류 파트 내의 임의의 중단들에도 불구하고, 직류 공급 네트워크를 안정화하기 위한 이상에서 설명된 가상 커패시티의 효과가 유지된다. 따라서 컨버터의 강건성이 개선된다.As a result, despite any interruptions on the AC power network or in the AC part of the converter, the effect of the virtual capacity described above for stabilizing the DC supply network is maintained. Therefore, the robustness of the converter is improved.

특정 실시예에 있어서, 에너지 관리 모듈은 입력에서, 제곱된 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압 셋포인트와 모델링된 커패시터들의 단자들에서의 전압들의 제곱의 평균 사이의 비교의 결과를 수신한다. 따라서, 에너지 관리 모듈은, 이러한 전압의 셋포인트 값으로부터, 제곱된 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압을 링크한다. 특히, 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압 셋포인트

Figure pct00023
은 다음과 같이 표현된다:In a particular embodiment, the energy management module receives, at the input, the result of a comparison between the voltage setpoint at the terminals of each squared modeled capacitor and the mean of the squared voltages at the terminals of the modeled capacitors. . Thus, the energy management module links the voltage at the terminals of each squared modeled capacitor from the setpoint value of this voltage. In particular, the voltage setpoint at the terminals of each modeled capacitor.
Figure pct00023
Is expressed as follows:

Figure pct00024
Figure pct00024

여기에서

Figure pct00025
은 임의적으로 선택된 내부 에너지의 셋포인트이다.From here
Figure pct00025
Is a set point of randomly selected internal energy.

제어 모듈은 바람직하게는, 전류 idiff 및 igd에서의 그리고 전압 vdiff 및 vgd에서의 매개 변수들을 제어하기 위하여 변수를 변화시키도록 구성되며, 여기에서 idfif 및 vdiff는 직류 전력 공급 네트워크에 연결되고 igd 및 vgd는 교류 전력 공급 네트워크에 연결된다.The control module is preferably configured to change the parameters to control the parameters at current i diff and i gd and at voltage v diff and v gd , where i dfif and v diff are DC power supply networks And i gd and v gd are connected to the AC power supply network.

비-제한적인 방식으로, 직류 에너지를 교류 에너지로 변환하는 컨버터의 경우에 있어서, 이러한 변수들은 다음의 형태로 컨버터의 내부 에너지에서의 변동을 표현한다:In the case of a converter that converts direct-current energy into alternating-current energy in a non-limiting manner, these variables express the variation in the internal energy of the converter in the following form:

Figure pct00026
Figure pct00026

이러한 표현은 특히 컨버터 MMC를 직류 파트의 전력에 대응하는 항

Figure pct00027
와 연관된 직류 네트워크에 연결된 입력에서의 가상 직류 파트 및 교류 파트의 전력에 대응하는 항 igdvgd와 연관되며 교류 네트워크에 연결된 출력에서의 가상 교류 파트로 나눈다.In particular, this expression means that the converter MMC corresponds to the power of the DC part.
Figure pct00027
It is associated with the virtual DC part at the input connected to the DC network associated with and the power of the AC part i gd v gd and is divided by the virtual AC part at the output connected to the AC network.

유익하게는, 제어 모듈은 입력에서 전류 igd에 대응하는 셋포인트

Figure pct00028
를 갖는 전류 igd의 조절기를 포함한다. 조절기는, 전류를 그것의 셋포인트
Figure pct00029
쪽으로 향하게 함으로써 전류 igd를 링크한다. 변수 igd를 조절하는 것은 컨버터의 구성에 따라 출력에서 또는 입력에서 교류 전력의 전송들을 조절하는 것과 마찬가지이다. Advantageously, the control module has a setpoint corresponding to the current i gd at the input.
Figure pct00028
It includes a regulator of the current i gd having a. The regulator, its current setpoint
Figure pct00029
The current i gd is linked by pointing it toward the direction. Adjusting the variable i gd is equivalent to regulating the transmission of alternating current power at the output or at the input depending on the configuration of the converter.

유익하게는, 제어 모듈은 입력에서 전류 idiff에 대응하는 셋포인트

Figure pct00030
를 갖는 전류 idiff의 조절기를 포함한다. 조절기는, 전류를 그것의 셋포인트
Figure pct00031
쪽으로 향하게 함으로써 전류 idiff를 링크한다. 변수 idiff를 조절하는 것은 컨버터의 구성에 따라 출력에서 또는 입력에서 교류 전력의 전송들을 조절하는 것과 마찬가지이다.Advantageously, the control module has a setpoint corresponding to the current i diff at the input.
Figure pct00030
It includes a regulator of the current i diff . The regulator, its current setpoint
Figure pct00031
Link the current i diff by pointing towards it. Adjusting the variable i diff is equivalent to adjusting the transmission of alternating current power at the output or at the input, depending on the configuration of the converter.

비-제한적인 방식으로, 변수들 igd 및 idiff는 독립적으로 제어될 수 있다. idiff 및 igd를 조절하는 것은 인입 및 유출(outgoing) 전력들 각각의 전송들을 조절하며, 그에 따라서 서브-모듈들의 커패시터들 내에 저장된 컨버터의 내부 에너지를 제어한다는 것이 이해될 것이다.In a non-limiting way, the variables i gd and i diff can be controlled independently. It will be understood that adjusting i diff and i gd regulates the transmission of each of the incoming and outgoing powers, and thus the internal energy of the converter stored in the capacitors of the sub-modules.

바람직하게는, 제어 모듈은, 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 셋포인트의 그리고 상기 직류 전력 공급 네트워크 상에서 수집되는 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 값의 함수로서 상기 컨버터의 직류 전압의 조절을 위한 전력 셋포인트를 결정하도록 구성된 전압 조절기를 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서 포함한다. 이러한 조절기의 장점은, 그것의 값이 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 셋포인트

Figure pct00032
를 향하게 함으로써 이것이 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 vdc를 링크할 수 있다는 점이다.Preferably, the control module comprises the voltage setpoint at the point of connection of the converter to the DC power supply network and the voltage value at the point of connection of the converter to the DC power supply network collected on the DC power supply network. As a function a voltage regulator configured to determine a power setpoint for regulation of the DC voltage of the converter at a point of connection of the converter to the DC power supply network. The advantage of this regulator is that its value is the voltage setpoint at the point of connection of the converter to the DC power supply network.
Figure pct00032
By pointing towards this, it is possible to link the voltage vdc at the point of connection of the converter to the DC power supply network.

본 발명은 또한 멀티-레벨 모듈식 전압 컨버터의 제어 프로세스에 관한 것으로서, 컨버터는 교류 전압을 직류 전압으로 그리고 이의 역으로 변환하고, 직류 전력 공급 네트워크에 연결되도록 의도되는 소위 직류 파트 및 교류 전력 네트워크에 연결되도록 의도되는 소위 교류 파트를 포함하며, 컨버터는 복수의 레그들을 포함하고, 각각의 레그는 상부 암 및 하부 암을 포함하며, 각각의 암은 서브-모듈의 제어 부재에 의해 개별적으로 제어가능한 복수의 서브-모듈들을 포함하고 서브-모듈의 제어 부재의 제어된 상태에서 암 내에 직렬로 연결되는 커패시터를 포함하며, 각각의 암은 암 내에 직렬로 위치된 커패시터들의 수에 의존하는 듀티 사이클에 연결된 모델링된 전압 소스에 의해 모델링될 수 있고, 각각의 모델링된 전압 소스는 암의 총 커패시티에 대응하는 모델링된 커패시터에 병렬로 연결되며, 프로세스는 조정가능 입력 파라미터를 갖는 함수의 적용에 의한 컨버터의 내부 전력 셋포인트의 계산을 더 포함하며, 프로세스는:The present invention also relates to a control process of a multi-level modular voltage converter, wherein the converter converts an alternating voltage into a direct current voltage and vice versa, to so-called direct current parts and alternating current power networks intended to be connected to a direct current power supply network. A so-called alternating current part intended to be connected, the converter comprising a plurality of legs, each leg comprising an upper arm and a lower arm, each arm being individually controllable by a control member of a sub-module Modeling coupled to a duty cycle depending on the number of capacitors placed in series in the arm, including sub-modules of and capacitors connected in series in the arm in the controlled state of the control member of the sub-module. Modeled voltage source, each modeled voltage source is based on the total capacity of the arm Connected in parallel to the corresponding modeled capacitor, the process further comprises the calculation of the converter's internal power setpoint by application of a function with adjustable input parameters, the process comprising:

각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압의 함수로서 동작 전력 셋포인트를 결정하기 위한 단계; Determining an operating power setpoint as a function of voltage at the terminals of each modeled capacitor;

동작 전력 셋포인트로부터, 교류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트를 결정하기 위한 단계; 및Determining a power setpoint to be transmitted to the AC power supply network from the operating power setpoint; And

교류 전력 공급 네트워크로 송신될 상기 전력 셋포인트의 그리고 상기 내부 전력 셋포인트의 함수로서 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 및 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압을 조절하기 위한 단계를 포함한다.Adjusting the voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network and at the terminals of each modeled capacitor as a function of the internal power setpoint and of the power setpoint to be transmitted to the AC power supply network. Includes steps for.

유익하게는, 조정가능 입력 파라미터는 조정가능 가상 관성 계수 kVC이다.Advantageously, the adjustable input parameter is the adjustable virtual inertia coefficient k VC .

본 발명은 또한 이상에서 정의된 것과 같은 멀티-레벨 모듈식 컨버터에 대한 제어 모듈에 관한 것으로서, 제어 모듈은 조정가능 입력 파라미터를 갖는 함수의 적용에 의한 컨버터의 내부 명령 셋포인트의 컴퓨터를 포함하고, 컨버터의 제어 모듈은 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압의 함수로서 동작 전력 셋포인트를 전달하도록 구성된 에너지 관리 모듈을 더 포함하며, 동작 전력 셋포인트는 교류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트를 결정하기 위해 사용되고, 제어 모듈은, 교류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트의 그리고 내부 명령 셋포인트의 함수로서 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압 및 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압을 조절하도록 구성된다.The invention also relates to a control module for a multi-level modular converter as defined above, the control module comprising a computer of the converter's internal command setpoint by application of a function with adjustable input parameters, The control module of the converter further includes an energy management module configured to deliver an operating power setpoint as a function of the voltage at the terminals of each modeled capacitor, the operating power setpoint being the power setpoint to be transmitted to the AC power supply network. The control module is used to determine the voltage and voltage at the terminals of each modeled capacitor as a function of the internal command setpoint and of the power setpoint to be transmitted to the AC power supply network and the connection of the converter to the DC power supply network. It is configured to regulate the voltage at the point of.

본 발명은, 첨부된 도면을 참조하여 비-제한적인 예들에 의해 주어지는 본 발명이 실시예들의 다음의 설명으로부터 보다 더 명확하게 이해될 것이다.
도 1은, 이미 설명된, 종래 기술에 따른 3-상 멀티-레벨 모듈식 컨버터를 예시한다.
도 2는, 이미 설명된, 종래 기술에 따른 멀티-레벨 모듈식 컨버터의 서브-모듈을 예시한다.
도 3은, 이미 설명된, 종래 기술에 따른 MMC 컨버터의 암과 등가인 회로를 예시한다.
도 4는, 이미 설명된, 종래 기술에 따른 멀티-레벨 모듈식 컨버터의 등가 구성을 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 멀티-레벨 모듈식 컨버터의 등가 및 개략적 표현을 예시한다.
도 6은 본 발명에 따른 제어 모듈이 구비된 멀티-레벨 모듈식 컨버터의 제 1 실시예를 예시한다.
도 7은 도 6의 컨버터의 컴퓨터를 예시한다.
도 8은, 종래 기술의 컨버터에 대한, 중단에 응답하는 직류 및 교류 전기 공급 네트워크들의 전력의 변화를 예시한다.
도 9는, 본 발명에 따른 컨버터에 대한, 중단에 응답하는 직류 및 교류 전기 공급 네트워크들의 전력의 변화를 예시한다.
도 10은, 종래 기술의 컨버터에 대한, 상기 중단에 응답하는 내부 에너지의 변화를 예시한다.
도 11은, 본 발명에 따른 컨버터에 대한, 상기 중단에 응답하는 내부 에너지의 변화를 예시한다.
도 12는 본 발명에 따른 제어 모듈이 구비된 멀티-레벨 모듈식 컨버터의 제 2 실시예를 예시한다.
도 13은 도 12의 컨버터의 컴퓨터를 예시한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention, which is given by non-limiting examples with reference to the accompanying drawings, will be more clearly understood from the following description of the embodiments.
1 illustrates a three-phase multi-level modular converter according to the prior art, already described.
2 illustrates a sub-module of a multi-level modular converter according to the prior art, already described.
3 illustrates a circuit equivalent to the arm of an MMC converter according to the prior art, already described.
4 shows an equivalent configuration of a multi-level modular converter according to the prior art, already described.
5 illustrates an equivalent and schematic representation of a multi-level modular converter according to the invention.
6 illustrates a first embodiment of a multi-level modular converter equipped with a control module according to the invention.
FIG. 7 illustrates the computer of the converter of FIG. 6.
8 illustrates the change in power of direct current and alternating current electricity supply networks in response to interruptions, for a prior art converter.
9 illustrates a change in the power of the direct and alternating current electricity supply networks in response to interruption, for a converter according to the present invention.
10 illustrates a change in internal energy in response to the interruption, for a prior art converter.
11 illustrates a change in internal energy in response to the interruption, for a converter according to the present invention.
12 illustrates a second embodiment of a multi-level modular converter equipped with a control module according to the invention.
FIG. 13 illustrates the computer of the converter of FIG. 12.

본 발명은 제어 모듈이 구비된 멀티-레벨 모듈식 컨버터에 관한 것으로서, 이의 등가 회로 거동이 도 5에 예시된다. 비-제한적인 방식으로, 이러한 도면은 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 MMC 컨버터(10)를 예시한다. 이러한 예에 있어서, 이러한 컨버터(10)가 도면의 좌측 부분에서 교류 전력 네트워크(110)에 연결된 교류 파트(10A)를 포함한다는 것이 명백하다. 도면의 우측 부분은, 컨버터(10)가 직류 전력 공급 네트워크(120)에 연결된 직류 파트(10C)를 포함한다는 것을 도시한다.The present invention relates to a multi-level modular converter equipped with a control module, the equivalent circuit behavior of which is illustrated in FIG. 5. In a non-limiting way, this figure illustrates an MMC converter 10 that converts DC power into AC power. In this example, it is evident that this converter 10 includes an AC part 10A connected to the AC power network 110 in the left part of the figure. The right part of the figure shows that the converter 10 includes a DC part 10C connected to the DC power supply network 120.

조정가능 커패시티를 갖는 가상 커패시터 CVI(느슨하게 배치되고 단순성을 위하여 동일한 표기가 커패시터 및 그것의 커패시티를 지정하기 위하여 사용될 것임)가 직류 전력 공급 네트워크(120)에 병렬로 연결되어 있음을 알 수 있다. 가상은, 이러한 커패시터가 컨버터(10) 내에 물리적으로 구현되지 않으며, 컨버터는 단지 서브-모듈들의 커패시터들만을 포함한다는 것을 의미한다. 반면, 본 발명에 따른 제어 모듈은 이러한 가상 커패시터가 구비된 컨버터와 동일한 컨버터 동작을 달성한다: 도 5에 나타나지 않은 조정가능 파라미터인 가상 관성 계수 kVC를 조절하는 것은 직류 전력 공급 네트워크(120)의 안정성을 개선하며, 컨버터의 거동은, 조정가능 커패시티의 가상 커패시터 CVI가 직류 전력 공급 네트워크(120)와 병렬로 위치되는 컨버터의 거동과 유사하다. It can be seen that the virtual capacitor C VI with adjustable capacity (loosely placed and for simplicity the same notation will be used to specify the capacitor and its capacity) is connected in parallel to the DC power supply network 120. have. Virtually, this means that this capacitor is not physically implemented in converter 10, and that the converter only includes capacitors of sub-modules. On the other hand, the control module according to the present invention achieves the same converter operation as a converter equipped with such a virtual capacitor: adjusting the virtual inertia coefficient k VC , an adjustable parameter not shown in FIG. 5, of the DC power supply network 120 Improving stability, the behavior of the converter is similar to that of a converter where the virtual capacitor C VI of adjustable capacity is located in parallel with the DC power supply network 120.

도 5의 도면은 또한 컨버터(10)와 직류 및 교류 전기 공급 네트워크들(120 및 110) 사이의 전력들의 전송을 예시한다. 이러한 방식으로, Pl은 직류 전력 공급 네트워크의 다른 스테이션들로부터 나오는 전력이며 직류 네트워크 상의 전력의 갑작스러운 중단을 상징하고, Pdc는 직류 전력 공급 네트워크(120)로부터 추출되는 전력이며, Pac는 교류 전력 공급 네트워크(110)로 송신되는 전력이고, Pc는 직류 전력 공급 네트워크(120)의 커패시터 Cdc에 의해 흡수되는 전력이며, Pw는 가상 커패시터 CVI에 의해 흡수되는 전력으로서 간주될 수 있다. 또한, Vdc는 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압이며, ig는 교류 전력 네트워크의 전류이고, idc는 직류 전력 공급 네트워크의 전류이다.The diagram of FIG. 5 also illustrates the transmission of powers between converter 10 and direct and alternating current electrical supply networks 120 and 110. In this way, P l is power from other stations in the DC power supply network and symbolizes the sudden interruption of power on the DC network, P dc is the power extracted from the DC power supply network 120, and P ac is The power transmitted to the AC power supply network 110, P c is the power absorbed by the capacitor Cdc of the DC power supply network 120, and P w can be considered as the power absorbed by the virtual capacitor C VI . . In addition, V dc is the voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network, i g is the current of the AC power network, and i dc is the current of the DC power supply network.

본 발명에 따른 컨버터 MMC(10)에 있어서, 그리고 종래 기술의 컨버터 MMC와는 대조적으로, PW로 표기된 직류 전력 공급 네트워크(120)의 전력 잉여는 가상 커패시터 CVI에 의해 흡수되며 컨버터가 서브-모듈들의 커패시터들 내에 내부 에너지

Figure pct00033
를 저장하는 것을 가능하게 한다.In the converter MMC 10 according to the present invention, and in contrast to the prior art converter MMC, the power surplus of the DC power supply network 120 denoted P W is absorbed by the virtual capacitor C VI and the converter is sub-module Internal energy in capacitors
Figure pct00033
It makes it possible to save.

도 6의 예는 본 발명에 따른 제어 모듈(20)이 구비된 멀티-레벨 모듈식 컨버터(10)의 제 1 실시예를 예시한다. 이러한 예에서, 컨버터는 전력에 관하여 제어된다. 폐루프 내에서 링크함으로써, 컨버터 MMC(10)는 직류 전력 공급 네트워크(120)에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 vdc 및 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압

Figure pct00034
를 조절하도록 구성된다.The example of FIG. 6 illustrates a first embodiment of a multi-level modular converter 10 with a control module 20 according to the invention. In this example, the converter is controlled with respect to power. By linking in a closed loop, the converter MMC 10 is the voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network 120, v dc and the voltage at the terminals of each modeled capacitor.
Figure pct00034
It is configured to regulate.

제어 모듈(20)은, 암들의 서브-모듈들의 커패시터들에 대한 내부 전력 셋포인트

Figure pct00035
를 계산하도록 구성된 컴퓨터(22)를 포함한다. 이러한 내부 전력 셋포인트
Figure pct00036
는, 컴퓨터(22)의 입력에서의 조정가능 가상 관성 계수 kVC로부터, 그리고, 제곱된, 직류 전력 공급 네트워크(120)에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압의 공칭 값 vdc로부터 계산된다. The control module 20 has an internal power setpoint for the capacitors of the sub-modules of the arms.
Figure pct00035
It includes a computer 22 configured to calculate. This internal power setpoint
Figure pct00036
Is calculated from the adjustable virtual inertia coefficient k VC at the input of the computer 22 and from the nominal value v dc of the voltage at the point of the converter's connection to the squared, DC power supply network 120.

전력 셋포인트

Figure pct00037
의 컴퓨터(22)의 일 예가 도 7에 도시된다. 이러한 도면은, 상기 내부 전력 셋포인트
Figure pct00038
가 다음의 식에 따라 결정된다는 것을 보여준다:Power setpoint
Figure pct00037
An example of the computer 22 of Fig. 7 is shown. This figure shows the internal power setpoint
Figure pct00038
Shows that is determined by the following equation:

Figure pct00039
Figure pct00039

여기에서 Ceq = 6Ctot이며, Ctot는 모델링된 커패시터의 암 내의 총 커패시티이고, Vdc는 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압이며, τ는 시상수이다. 분자에서의 s는 도함수를 나타내며, 필터링 함수는 다음과 같이 구성된다:

Figure pct00040
Where C eq = 6C tot , C tot is the total capacity in the arm of the modeled capacitor, V dc is the voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network, and τ is the time constant. S in the numerator denotes the derivative, and the filtering function is constructed as follows:
Figure pct00040

특히, 본 발명에 따른 제어 모듈(20)은 종래 기술에서 실행된 내부 에너지의 셋포인트를 결정하기 위한 중간 단계를 제거한다.In particular, the control module 20 according to the invention eliminates the intermediate step for determining the set point of internal energy implemented in the prior art.

상기 내부 전력 셋포인트

Figure pct00041
는 직류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트
Figure pct00042
를 결정하기 위해 사용된다. 컴퓨터(22)가 상기 컨버터의 직류 파트(10C) 상에 존재함으로써 내부 전력의 조절 및 그에 따른 컨버터(10)의 내부 에너지의 조절에 기여한다는 것이 이해될 것이다. 장점은, 교류 전력 네트워크(110) 상의 또는 컨버터의 교류 파트(10A)에서의 중단들의 경우에, 컨버터의 직류 파트 내에 직류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트
Figure pct00043
를 공급함으로써, 컴퓨터(22)가 항상 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 vdc 및 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압
Figure pct00044
를 조절한다는 점이다. The internal power setpoint
Figure pct00041
Is the power setpoint to be transmitted to the DC power supply network
Figure pct00042
It is used to determine. It will be understood that the presence of the computer 22 on the DC part 10C of the converter contributes to the regulation of the internal power and hence the regulation of the internal energy of the converter 10. The advantage is that in the case of interruptions on the AC power network 110 or in the AC part 10A of the converter, the power setpoint to be transmitted to the DC power supply network in the DC part of the converter.
Figure pct00043
By supplying, the computer 22 always has the voltage v dc at the point of connection of the converter to the DC power supply network and the voltage at the terminals of each modeled capacitor.
Figure pct00044
Is that it regulates.

또한, 컨버터(10)의 제어 모듈(20)은 동작 전력 셋포인트

Figure pct00045
를 전달하도록 구성된 전력 관리 모듈(24)을 또한 포함한다. 전력 관리 모듈(24)은 입력에서, 제곱된 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압 셋포인트
Figure pct00046
와 또한 제곱된 모델링된 커패시터들의 단자들에서의 전압들의 제곱의 평균 사이의 비교의 결과를 수신한다. 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고, 평균은 상이한 방식들로 계산될 수 있다. 도 6에 예시된 비-제한적인 예에 있어서, 평균은, 각각의 암 내의 모델링된 커패시터들의 전압들의 제곱들의 합을 6(컨버터가 6개의 암들을 포함함)으로 나누는 것으로서 계산된다.In addition, the control module 20 of the converter 10 is an operating power setpoint
Figure pct00045
It also includes a power management module (24) configured to deliver the. The power management module 24 is at the input, the voltage setpoint at the terminals of each squared modeled capacitor.
Figure pct00046
And also the result of the comparison between the mean of the square of the voltages at the terminals of the squared modeled capacitors. Without departing from the scope of the invention, the mean can be calculated in different ways. In the non-limiting example illustrated in FIG. 6, the average is calculated as dividing the sum of the squares of the voltages of the modeled capacitors in each arm by 6 (the converter includes 6 arms).

각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압 셋포인트

Figure pct00047
은 다음과 같이 표현된다:Voltage setpoint at the terminals of each modeled capacitor
Figure pct00047
Is expressed as follows:

Figure pct00048
Figure pct00048

따라서, 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 상기 전압 셋포인트

Figure pct00049
는, 임의적으로 고정된, 컨버터의 내부 에너지
Figure pct00050
로부터 획득된다.Thus, the voltage setpoint at the terminals of each modeled capacitor.
Figure pct00049
Is, the internal energy of the converter, fixed arbitrarily
Figure pct00050
Is obtained from

상기 동작 전력 셋포인트

Figure pct00051
는 교류 전력 공급 네트워크(110)로 송신될 전력 셋포인트
Figure pct00052
를 결정하기 위해 사용된다. 상기 컨버터의 교류 파트(10A) 상에 존재함으로써 모듈(24)이 컨버터(10)의 내부 에너지의 관리를 가능하게 한다는 것이 이해될 것이다. 장점은, 심지어 교류 전력 네트워크(120) 상의 또는 컨버터(10)의 교류 파트(10C)에서 중단이 존재할 때에도, 컨버터(10)의 교류 파트 내에 교류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트
Figure pct00053
를 제공함으로써, 전력 관리 모듈(24)이 직류 전력 공급 네트워크(120)에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 vdc 및 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압
Figure pct00054
를 효과적으로 조절한다는 점이다. The operating power setpoint
Figure pct00051
Is the power set point to be transmitted to the AC power supply network 110
Figure pct00052
It is used to determine. It will be understood that by being on the alternating current part 10A of the converter, module 24 enables management of the internal energy of converter 10. The advantage is that the power setpoint to be transmitted to the AC power supply network within the AC part of the converter 10, even when there is an interruption on the AC power network 120 or in the AC part 10C of the converter 10.
Figure pct00053
By providing the power management module 24 the voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network 120, v dc and the voltage at the terminals of each modeled capacitor.
Figure pct00054
Is that it effectively controls.

도 6은 또한, 제어 모듈(20)이, 제곱된 직류 전력 공급 네트워크(120)에 대한 컨버터(10)의 연결의 포인트에서의 전압 셋포인트

Figure pct00055
와 또한 제곱된 직류 전력 공급 네트워크 상의 수집된 값 vdc 사이의 비교의 결과를 입력에서 갖는, 전압 조절기(26)를 직류 전력 공급 네트워크(120)에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서 포함한다는 것을 도시한다. 직류 전력 공급 네트워크(120)에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 조절기(26)는 상기 컨버터(10)의 직류 전압의 조절을 위한 전력 셋포인트
Figure pct00056
을 전달한다. 그러면, 상기 컨버터의 직류 전압의 조절을 위한 상기 전력 셋포인트
Figure pct00057
은 교류 전력 공급 네트워크(110)로 송신될 전력 셋포인트
Figure pct00058
를 결정하기 위하여 동작 전력 셋포인트
Figure pct00059
와 비교된다.6 also shows that the control module 20 has a voltage setpoint at the point of connection of the converter 10 to the squared DC power supply network 120.
Figure pct00055
And also at the point of connection of the converter to the DC power supply network 120, the voltage regulator 26, having the result of the comparison between the collected values v dc on the squared DC power supply network. . The voltage regulator 26 at the point of connection of the converter to the DC power supply network 120 is a power set point for the regulation of the DC voltage of the converter 10
Figure pct00056
To pass. Then, the power set point for adjusting the DC voltage of the converter
Figure pct00057
Is the power setpoint to be transmitted to the AC power supply network 110
Figure pct00058
Operating power setpoint to determine
Figure pct00059
Compared with.

마찬가지로, 내부 전력 셋포인트

Figure pct00060
는 직류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트
Figure pct00061
를 결정하기 위해 상기 컨버터의 직류 전압의 조절을 위한 전력 셋포인트
Figure pct00062
과 비교된다.Similarly, the internal power setpoint
Figure pct00060
Is the power setpoint to be transmitted to the DC power supply network
Figure pct00061
Power set point for adjustment of the DC voltage of the converter to determine
Figure pct00062
Is compared with.

또한, 제어 모듈(20)은 입력에서 셋포인트

Figure pct00063
를 갖는 교류 전류 igd의 조절기(28) 및 입력에서 셋포인트
Figure pct00064
를 갖는 전류 idiff의 조절기(30)를 포함한다. In addition, the control module 20 is setpoint at the input
Figure pct00063
Setpoint at regulator 28 and input of alternating current i gd with
Figure pct00064
It includes a regulator 30 of the current i diff having a.

도 3에 따르면, 그들의 단자들에서의 모델링된 전압들의 소스들이 전압 vmxi가 되도록 모델링된 커패시터에 병렬로 연결된 모델링된 전압 소스에 의해 암의 서브-모듈들을 모델링하는 것이 가능함이 알려져 있다(여기에서 x는 암이 상부인지 또는 하부인지 여부를 나타내며, i는 레그들을 나타낸다). 전류 조절기들(28 및 30)은, 소스 모델링된 전압들의 단자들에서의 전압들 vmxi를 조절하기 위하여, 제어 알고리즘("BCA: 밸런싱 제어 알고리즘(Balancing Control Algorithm)")을 사용하여 조절 부재(32) 및 2개의 평형(equilibrium) 부재들(34a 및 34b)에 의해, 변수에서의 변화를 따라 사용되는 전압 셋포인트들

Figure pct00065
및
Figure pct00066
를 전달한다. 이는 암들의 서브-모듈들을 제어하거나, 또는 그렇지 않다. 따라서, 모델링된 커패시터들의 단자들에서 전압
Figure pct00067
이 제어되며, 뿐만 아니라 직류 전력 공급 네트워크에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 vdc가 제어된다.According to Figure 3, it is known that it is possible to model sub-modules of the arm by a modeled voltage source connected in parallel to the modeled capacitor so that the sources of the modeled voltages at their terminals become voltage v mxi (here x indicates whether the arm is upper or lower, i indicates legs). The current regulators 28 and 30 use an adjustment member ("BCA: Balancing Control Algorithm") to adjust the voltages v mxi at the terminals of the source modeled voltages ( 32) and by two equilibrium members 34a and 34b, the voltage setpoints used according to the change in parameter
Figure pct00065
And
Figure pct00066
To pass. This controls the sub-modules of the arms, or not. Thus, the voltage at the terminals of the modeled capacitors
Figure pct00067
This is controlled, as well as the voltage v dc at the point of connection of the converter to the DC power supply network.

따라서, 컴퓨터의 입력에서 가상 관성 계수 kVC가 변화하게끔 하는 것은 직류 전력 공급 네트워크의 전압 vdc 및 이러한 직류 전력 공급 네트워크의 관성에 직접적으로 영향을 줄 수 있다. Thus, causing the virtual inertia coefficient k VC to change at the input of the computer can directly affect the voltage v dc of the DC power supply network and the inertia of this DC power supply network.

도 6의 도면은 컨버터의 제어를 위한 유효 전력들의 제어를 예시한다. 비-제한적인 방식으로, "가상 커패시터"의 효과와 무관하게, 유효 전력들의 제어와 병행하여, 무효 전력들의 제어가 제공될 수 있다. 6 illustrates control of active powers for control of the converter. In a non-limiting way, regardless of the effect of the "virtual capacitor", in parallel with the control of active powers, control of reactive powers can be provided.

도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 제어 모듈(20)이 구비된 멀티-레벨 모듈식 컨버터(10)의 거동의 시뮬레이션, 특히 전력의 제어에 의한 시뮬레이션의 결과들을 예시한다. 이러한 시뮬레이션에서, 테스트 시스템이 생성되었으며, 여기에서 컨버터의 직류 파트는 직류 전력 공급 네트워크(120)를 시뮬레이션하는 직류 전력의 이상적인 소스에 연결되고, 반면 컨버터의 교류 파트는 교류 전력 네트워크(110)를 시뮬레이션하는 교류 전력 소스에 연결된다. 전력 계층(power echelon)이 시뮬레이션된 직류 네트워크 상에 부과되어 상기 직류 전력 공급 네트워크 상의 중단을 시뮬레이션한다.8 to 11 illustrate the results of simulation of the behavior of a multi-level modular converter 10 equipped with a control module 20 according to the invention, in particular simulation by control of power. In this simulation, a test system was created, where the DC part of the converter is connected to an ideal source of DC power simulating the DC power supply network 120, while the AC part of the converter simulates the AC power network 110. Is connected to an AC power source. A power echelon is imposed on the simulated DC network to simulate a disruption on the DC power supply network.

도 8은, 종래 기술의 컨버터에 대한, 부과된 중단에 응답하는, 교류 전력 네트워크의 전력 Pac의 변화를 점선으로 도시하며, 직류 전력 공급 네트워크의 전력 Pdc의 변화를 실선으로 도시한다. 직류 전력 공급 네트워크의 전력 Pdc의 이러한 변화는 "가상 커패시티"의 영향을 반영하며, 컨버터는 직류 전력 공급 네트워크와 병렬로 배열된 가상 커패시터의 거동과 등가 거동을 갖는다. 도 9는 본 발명에 따른 컨버터에 대하여 동일한 크기들을 예시한다.FIG. 8 shows, in dashed lines, the change in power P ac of the AC power network, in response to the interruption imposed, for the converter of the prior art, and the change in power P dc of the DC power supply network. This change in the power P dc of the DC power supply network reflects the effect of “virtual capacity”, and the converter has an equivalent behavior to that of a virtual capacitor arranged in parallel with the DC power supply network. 9 illustrates the same sizes for a converter according to the invention.

도 8 및 도 9는, 직류 전력 공급 네트워크 상의 중단의 존재 시에, 직류 전력 공급 네트워크의 전력 Pdc의 변화가 종래 기술의 컨버터에 대하여 그리고 본 발명에 따른 컨버터에 대하여 동일하다는 것을 개시한다. 따라서, 본 발명에 따른 컨버터는 "가상 커패시티" 효과를 생성하며, 이는 직류 전력 공급 네트워크에 병렬로 배열된 가상 커패시터로서 이해된다.8 and 9 disclose that in the presence of an interruption on the DC power supply network, the change in power P dc of the DC power supply network is the same for the prior art converter and for the converter according to the invention. Thus, the converter according to the present invention produces a "virtual capacity" effect, which is understood as a virtual capacitor arranged in parallel in the DC power supply network.

도 10은, 부과된 중단에 응답하는, 종래 기술의 컨버터의 서브-모듈들의 커패시터들 내에 저장된 내부 에너지의 변화를 예시한다.10 illustrates the change in internal energy stored in the capacitors of the sub-modules of the prior art converter, in response to the imposed interruption.

도 11은, 부과된 중단에 응답하는, 본 발명에 따른 컨버터의 서브-모듈들의 커패시터들 내에 저장된 내부 에너지의 변화를 예시한다.11 illustrates the change in the internal energy stored in the capacitors of the sub-modules of the converter according to the invention, in response to the imposed interruption.

본 발명에 따른 컨버터때문에, 에너지가 최적으로 조절되며, 종래 기술에서와 같이 이것이 갑자기 그리고 급격히 증가하지 않는다는 것이 명백하다. 특히, 본 발명때문에, 컨버터의 내부 에너지는 그것의 공칭 값쪽으로 더 빠르게 향하는 경향이 있다. 따라서, 컨버터의 내부 에너지는, 본 발명에 따른 제어 모듈때문에, 특히 에너지 관리 모듈때문에 최상으로 제어된다. 실제로, 후자는 컨버터의 교류 파트에 존재하며, 직류 전력 공급 네트워크 상의 중단에도 불구하고 컨버터의 내부 에너지를 효율적으로 제어한다.Because of the converter according to the invention, it is evident that the energy is optimally regulated, and that it does not suddenly and sharply increase as in the prior art. In particular, because of the present invention, the converter's internal energy tends to move faster towards its nominal value. Therefore, the internal energy of the converter is best controlled because of the control module according to the invention, especially because of the energy management module. In fact, the latter is present in the alternating current part of the converter and effectively controls the internal energy of the converter despite interruptions on the DC power supply network.

도 12는 본 발명에 따른 제어 모듈(20')이 구비된 컨버터(10')의 제 2 실시예를 예시한다. 이러한 예에서, 컨버터는 전류에 관하여 제어된다. 도 6의 예에서와 같이, 제어 모듈은 동작 전력 셋포인트

Figure pct00068
를 전달하도록 구성된 전력 관리 모듈(24')를 포함한다. 이는 또한, 교류 전류 igd의 조절기(28'), 조절 부재(32') 및 2개의 평형 부재들(34a' 및 34b')을 포함한다. 12 illustrates a second embodiment of a converter 10 'equipped with a control module 20' according to the present invention. In this example, the converter is controlled with respect to current. As in the example of Figure 6, the control module is set to operating power
Figure pct00068
It includes a power management module (24 ') configured to deliver. It also includes a regulator 28 'of the alternating current i gd , an adjustment member 32' and two balance members 34a 'and 34b'.

이러한 실시예에 있어서, 제어 모듈(20')은, 암들의 서브-모듈들의 커패시터들에 대한 내부 전류 셋포인트

Figure pct00069
를 계산하도록 구성된 컴퓨터(22')를 포함한다. In this embodiment, the control module 20 ', the internal current setpoint for the capacitors of the sub-modules of the arms.
Figure pct00069
And a computer 22 'configured to calculate.

이러한 컴퓨터가 도 13에 예시된다. 이러한 도면으로부터 명백한 바와 같이, 내부 전류 셋포인트

Figure pct00070
는, 컴퓨터(22')의 입력에서의 조정가능 가상 관성 계수 kVC로부터, 그리고, 직류 전력 공급 네트워크(120)에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압의 공칭 값 vdc로부터 계산된다. 이러한 컴퓨터(22')는 또한 도함수 및 1차 필터를 실행한다. Such a computer is illustrated in FIG. 13. As is apparent from this figure, the internal current setpoint
Figure pct00070
Is calculated from the adjustable virtual inertia coefficient k VC at the input of the computer 22 ', and from the nominal value v dc of the voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network 120. This computer 22 'also performs derivatives and first order filters.

제어 모듈(20')은, 직류 전력 공급 네트워크(120)에 대한 컨버터(10)의 연결의 포인트에서의 전압 셋포인트

Figure pct00071
와 직류 전력 공급 네트워크 상의 수집된 값 vdc 사이의 비교의 결과를 입력에서 수신하는, 전압의 조절기(26')를 직류 전력 공급 네트워크(120)에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서 더 포함한다. 조절기(26')는 상기 컨버터(10)의 직류 전압을 조절하기 위한 전력 셋포인트
Figure pct00072
을 전달한다. The control module 20 'is the voltage setpoint at the point of connection of the converter 10 to the DC power supply network 120.
Figure pct00071
And a regulator 26 'of the voltage, which receives at the input a result of the comparison between the value vdc collected on the DC power supply network and at the point of connection of the converter to the DC power supply network 120. The regulator 26 'is a power set point for adjusting the DC voltage of the converter 10
Figure pct00072
To pass.

제어 모듈(20')은 추가적으로, 전류 동작 셋포인트

Figure pct00073
을 결정하기 위하여, 직류 전력 공급 네트워크(120)에 대한 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 vdc의 공칭 값으로 상기 전력
Figure pct00074
을 나누기 위한 디바이더(divider) 모듈(36)을 포함한다. 그런 다음, 상기 전류 동작 셋포인트
Figure pct00075
은 직류 전력 공급 네트워크로 송신될 전류 셋포인트
Figure pct00076
를 결정하기 위해 내부 전류 셋포인트
Figure pct00077
와 비교된다.The control module 20 'additionally has a current operating setpoint
Figure pct00073
To determine, the power at the nominal value of the voltage vdc at the point of connection of the converter to the DC power supply network 120
Figure pct00074
And a divider module 36 for dividing. Then, the current operation setpoint
Figure pct00075
Is the current setpoint to be transmitted to the DC power supply network.
Figure pct00076
Internal current setpoint to determine
Figure pct00077
Compared with.

Claims (17)

직류 전력 공급 네트워크(120)에 연결되도록 의도되는 소위 직류 파트(10C) 및 교류 전력 네트워크(110)에 연결되도록 의도되는 소위 교류 파트(10A)를 포함하는, 교류 전압을 직류 전압으로 그리고 이의 역으로 변환하기 위한 멀티-레벨 모듈식 컨버터(10,10')로서, 상기 컨버터는 복수의 레그(leg)들을 포함하고, 각각의 레그는 상부 암(arm) 및 하부 암을 포함하며, 각각의 암은 각각의 서브-모듈에 특정한 제어 부재에 의해 개별적으로 제어가능한 복수의 서브-모듈들을 포함하고, 각각의 서브-모듈은 상기 서브-모듈의 상기 제어 부재가 제어된 상태일 때 상기 암 내에서 직렬로 연결가능한 커패시터를 포함하며, 각각의 암은 상기 암 내에 직렬로 위치되는 커패시터들의 수에 의존한 듀티 사이클(duty cycle)에 연결된 모델링된 전압 소스에 의해 모델링될 수 있고, 각각의 모델링된 전압 소스는 상기 암의 총 커패시티(capacity)에 대응하는 모델링된 커패시터에 병렬로 연결되며, 상기 컨버터는 조정가능 입력 파라미터들을 갖는 함수의 적용에 의한 상기 컨버터의 내부 명령 셋포인트(setpoint)(
Figure pct00078
,
Figure pct00079
)의 컴퓨터(22,22')를 포함하는 상기 컨버터의 제어 모듈(20,20')을 더 포함하며,
상기 컨버터의 상기 제어 모듈은 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압의 함수로서 동작 전력 셋포인트(
Figure pct00080
)를 전달하도록 구성된 에너지 관리 모듈(24,24')을 더 포함하고, 상기 동작 전력 셋포인트는 상기 교류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트(
Figure pct00081
)를 결정하기 위해 사용되며, 상기 제어 모듈은, 상기 교류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트의 그리고 상기 내부 명령 셋포인트의 함수로서 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압 및 상기 직류 전력 공급 네트워크에 대한 상기 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압을 조절하도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 컨버터.
AC voltage to DC voltage and vice versa, comprising a so-called DC part 10C intended to be connected to DC power supply network 120 and a so-called AC part 10A intended to be connected to AC power network 110 As a multi-level modular converter (10,10 ') for conversion, the converter includes a plurality of legs, each leg including an upper arm and a lower arm, each arm Each sub-module includes a plurality of sub-modules individually controllable by a control member, each sub-module in series within the arm when the control member of the sub-module is in a controlled state. It includes a connectable capacitor, each arm can be modeled by a modeled voltage source connected to a duty cycle depending on the number of capacitors located in series within the arm, Each modeled voltage source is connected in parallel to a modeled capacitor corresponding to the total capacity of the arm, the converter's internal command setpoint () by application of a function with adjustable input parameters setpoint) (
Figure pct00078
,
Figure pct00079
) Further comprises a control module (20,20 ') of the converter comprising a computer (22,22'),
The control module of the converter is a set of operating power as a function of the voltage at the terminals of each modeled capacitor (
Figure pct00080
) Further comprising an energy management module (24,24 ') configured to deliver, wherein the operating power setpoint is a power setpoint to be transmitted to the AC power supply network (
Figure pct00081
), The control module comprising: the voltage at the terminals of each modeled capacitor and the DC power supply of the power setpoint to be transmitted to the AC power supply network and as a function of the internal command setpoint. And configured to regulate the voltage at the point of connection of the converter to the network.
청구항 1에 있어서,
상기 컴퓨터(22)는 도함수 및 필터링 함수의 적용에 의해 상기 내부 명령 셋포인트(
Figure pct00082
,
Figure pct00083
)를 계산하도록 구성되는, 컨버터.
The method according to claim 1,
The computer 22 has the internal instruction setpoint (
Figure pct00082
,
Figure pct00083
), Converter.
청구항 1 또는 청구항 2 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조정가능 입력 파라미터는 조정가능 가상 관성(inertia) 계수 kVC인, 컨버터.
The method according to claim 1 or 2,
The adjustable input parameter is an adjustable virtual inertia coefficient k VC .
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내부 명령 셋포인트는 내부 전력 셋포인트
Figure pct00084
인, 컨버터.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The internal command setpoint is the internal power setpoint
Figure pct00084
Phosphorus, converter.
청구항 4에 있어서,
상기 컴퓨터(22)는 다음의 함수에 따라 상기 컨버터의 상기 내부 전력 셋포인트
Figure pct00085
를 계산하도록 구성되고:
Figure pct00086

Ceq = 6Ctot이며, Ctot는 상기 모델링된 커패시터의 암 내의 총 커패시티이고, Vdc는 상기 직류 전력 공급 네트워크에 대한 상기 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압이며, τ는 시상수인, 컨버터.
The method according to claim 4,
The computer 22 sets the internal power setpoint of the converter according to the following function:
Figure pct00085
It is configured to calculate:
Figure pct00086

C eq = 6C tot , C tot is the total capacity in the arm of the modeled capacitor, V dc is the voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network, and τ is a time constant.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
상기 내부 전력 셋포인트
Figure pct00087
는 상기 직류 전력 공급 네트워크(120)로 송신될 전력 셋포인트
Figure pct00088
를 결정하기 위해 사용되는, 컨버터.
The method according to claim 4 or claim 5,
The internal power setpoint
Figure pct00087
Is a power set point to be transmitted to the DC power supply network 120
Figure pct00088
Used to determine, converter.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 내부 명령 셋포인트는 내부 전류 셋포인트
Figure pct00089
인, 컨버터.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The internal command setpoint is the internal current setpoint
Figure pct00089
Phosphorus, converter.
청구항 7에 있어서,
상기 컴퓨터(22')는 다음의 함수에 따라 상기 내부 전류 셋포인트
Figure pct00090
를 계산하도록 구성되고:
Figure pct00091

Ceq = 6Ctot이며, Ctot는 상기 모델링된 커패시터의 암 내의 총 커패시티이고, Vdc는 상기 직류 전력 공급 네트워크에 대한 상기 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압이며, τ는 시상수인, 컨버터.
The method according to claim 7,
The computer 22 'sets the internal current setpoint according to the following function:
Figure pct00090
It is configured to calculate:
Figure pct00091

C eq = 6C tot , C tot is the total capacity in the arm of the modeled capacitor, V dc is the voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network, and τ is a time constant.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 내부 전류 셋포인트
Figure pct00092
는 상기 직류 전력 공급 네트워크(120)로 송신될 전류 셋포인트
Figure pct00093
를 결정하기 위해 사용되는, 컨버터.
The method according to claim 7 or claim 8,
The internal current setpoint
Figure pct00092
Is the current set point to be transmitted to the DC power supply network 120
Figure pct00093
Used to determine, converter.
청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
상기 에너지 관리 모듈(24,24')은 입력에서, 제곱된 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압 셋포인트와 상기 모델링된 커패시터들의 단자들에서의 전압들의 제곱의 평균 사이의 비교의 결과를 수신하는, 컨버터.
The method according to any one of claims 1 to 9,
The energy management modules (24,24 ') at the input, result of a comparison between the voltage setpoint at the terminals of each squared modeled capacitor and the mean of the square of the voltages at the terminals of the modeled capacitors. Receiving, converter.
청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 모듈(20,20')은, 전류 idiff 및 igd의 그리고 전압 vdiff 및 vgd의 매개 변수들을 제어하기 위하여 변수를 변화시키도록 구성되며, idfif 및 vdiff는 상기 직류 전력 공급 네트워크(120)와 관련되고 igd 및 vgd는 상기 교류 전력 공급 네트워크(110)와 관련되는, 컨버터.
The method according to any one of claims 1 to 10,
The control modules 20, 20 'are configured to change parameters to control the parameters of current i diff and i gd and parameters of voltage v diff and v gd , i dfif and v diff supplying the direct current power Converter associated with network 120 and i gd and v gd associated with the AC power supply network 110.
청구항 11에 있어서,
상기 제어 모듈은 입력에서 전류 igd에 대응하는 셋포인트
Figure pct00094
를 갖는 전류 igd의 조절기(28,28')를 포함하는, 컨버터.
The method according to claim 11,
The control module is a set point corresponding to the current i gd at the input
Figure pct00094
And a regulator (28,28 ') of current i gd having a converter.
청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
상기 제어 모듈은 입력에서 전류 idiff에 대응하는 셋포인트
Figure pct00095
를 갖는 전류 idiff의 조절기(30,30')를 포함하는, 컨버터.
The method according to claim 11 or 12,
The control module is a set point corresponding to the current i diff at the input
Figure pct00095
And a regulator (30,30 ') of the current i diff having a converter.
청구항 1 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 직류 전력 공급 네트워크에 대한 상기 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 셋포인트의 그리고 상기 직류 전력 공급 네트워크 상에서 수집되는 상기 직류 전력 공급 네트워크에 대한 상기 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 값의 함수로서 상기 컨버터의 상기 직류 전압의 조절을 위한 전력 셋포인트(
Figure pct00096
)를 결정하도록 구성된 전압의 조절기(26,26')를 상기 직류 전력 공급 네트워크(120)에 대한 상기 컨버터(10,10')의 연결의 포인트에서 포함하는, 컨버터.
The method according to any one of claims 1 to 13,
The control module, the voltage value at the point of the voltage setpoint at the point of connection of the converter to the DC power supply network and at the point of connection of the converter to the DC power supply network collected on the DC power supply network Power set point for adjustment of the DC voltage of the converter as a function of
Figure pct00096
A converter at the point of connection of the converter (10,10 ') to the DC power supply network (120).
멀티-레벨 모듈식 전압 컨버터(10,10')의 제어 프로세스로서, 상기 컨버터는 교류 전압을 직류 전압으로 그리고 이의 역으로 변환하고, 직류 전력 공급 네트워크(120)에 연결되도록 의도되는 소위 직류 파트(10C) 및 교류 전력 네트워크(110)에 연결되도록 의도되는 소위 교류 파트(10A)를 포함하며, 상기 컨버터는 복수의 레그들을 포함하고, 각각의 레그는 상부 암 및 하부 암을 포함하며, 각각의 암은 서브-모듈의 제어 부재에 의해 개별적으로 제어가능한 복수의 서브-모듈들을 포함하고 상기 서브-모듈의 제어 부재의 제어된 상태에서 상기 암 내에 직렬로 연결되는 커패시터를 포함하며, 각각의 암은 상기 암 내에 직렬로 위치된 커패시터들의 수에 의존하는 듀티 사이클에 연결된 모델링된 전압 소스에 의해 모델링될 수 있고, 각각의 모델링된 전압 소스는 상기 암의 총 커패시티에 대응하는 모델링된 커패시터에 병렬로 연결되며, 상기 프로세스는 조정가능 입력 파라미터를 갖는 함수의 적용에 의한 상기 컨버터의 내부 명령 셋포인트의 계산을 더 포함하며,
상기 프로세스는,
각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압의 함수로서 동작 전력 셋포인트를 결정하기 위한 단계;
상기 동작 전력 셋포인트로부터, 상기 교류 전력 공급 네트워크로 송신될 전력 셋포인트를 결정하기 위한 단계; 및
상기 교류 전력 공급 네트워크로 송신될 상기 전력 셋포인트의 그리고 상기 내부 명령 셋포인트의 함수로서 상기 직류 전력 공급 네트워크에 대한 상기 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압 및 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압을 조절하기 위한 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제어 프로세스.
As a control process of a multi-level modular voltage converter (10,10 '), the converter converts an alternating voltage into a direct current voltage and vice versa, and is a so-called direct current part intended to be connected to the direct current power supply network (120) 10C) and a so-called AC part 10A intended to be connected to the AC power network 110, the converter comprising a plurality of legs, each leg comprising an upper arm and a lower arm, each arm Includes a plurality of sub-modules individually controllable by the control member of the sub-module and a capacitor connected in series within the arm in the controlled state of the control member of the sub-module, each arm being the It can be modeled by a modeled voltage source connected to a duty cycle depending on the number of capacitors placed in series in the arm, each modeled voltage source Are connected in parallel to the capacitor model corresponding to the total capacity of the cancer group, and said process further includes the calculation of the internal command set point of the converter according to the application of the function having an adjustable input parameters,
The process,
Determining an operating power setpoint as a function of voltage at the terminals of each modeled capacitor;
Determining, from the operating power setpoint, a power setpoint to be transmitted to the AC power supply network; And
The voltage at the point of connection of the converter to the DC power supply network and at the terminals of each modeled capacitor as a function of the internal command setpoint and of the power setpoint to be transmitted to the AC power supply network. Controlling process, characterized in that it comprises a step for adjusting the.
청구항 15에 있어서,
상기 조정가능 입력 파라미터는 조정가능 가상 관성 계수 kVC인, 제어 프로세스.
The method according to claim 15,
Wherein the adjustable input parameter is an adjustable virtual inertia coefficient k VC .
청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 따른 멀티-레벨 모듈식 컨버터(10,10')에 대한 제어 모듈(20,20')로서, 조정가능 입력 파라미터를 갖는 함수의 적용에 의한 상기 컨버터의 내부 명령 셋포인트의 컴퓨터(22,22')를 포함하고, 상기 제어 모듈은 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압의 함수로서 동작 전력 셋포인트를 전달하도록 구성된 에너지 관리 모듈(24,24')을 더 포함하며, 상기 동작 전력 셋포인트는 상기 교류 전력 공급 네트워크(110)로 송신될 전력 셋포인트를 결정하기 위해 사용되고, 상기 제어 모듈은, 상기 교류 전력 공급 네트워크로 송신될 상기 전력 셋포인트의 그리고 상기 내부 명령 셋포인트의 함수로서 각각의 모델링된 커패시터의 단자들에서의 전압 및 상기 직류 전력 공급 네트워크(120)에 대한 상기 컨버터의 연결의 포인트에서의 전압을 조절하도록 구성되는, 제어 모듈.Control module (20,20 ') for a multi-level modular converter (10,10') according to any one of claims 1 to 14, wherein the interior of the converter by application of a function with adjustable input parameters An energy management module (24,24 ') comprising a computer (22,22') of command setpoints, the control module configured to deliver an operating power setpoint as a function of the voltage at the terminals of each modeled capacitor. Further comprising, the operating power setpoint is used to determine the power setpoint to be transmitted to the AC power supply network 110, the control module, the power setpoint to be transmitted to the AC power supply network and At the point of the voltage at the terminals of each modeled capacitor as a function of the internal command setpoint and the connection of the converter to the DC power supply network 120 A control module, configured to regulate the voltage of the power supply.
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